1.课程设计目的
1）学会选择变压器，整流二极管，滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源；
2）结合所学的电子电路的理论知识完成直流稳压电源课程设计；3）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法；
4）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法；
5）加强自主性学习、研究性学习，加强团队合作，提高创新意识2.课程设计考核题目
2.1课程设计任务
用LM137设计一个输出1A的恒压源,输出电压为-3~-10V
2.2课程设计要求
1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形；画出变压器副边电流的波形。
2）输入工频220V交流电的情况下，确定变压器变比；
3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）；
4）求滤波电路的输出最大电压；
5）求电路中固定电阻阻值、可调电阻调节范围。
2.3 设计思路
直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，直流稳压电源包括变压器，整流，滤波，稳压电路，负载组成。其框图如下
3.设计电路图;
降压电路 通过变压器将电网照明电压降低到所需要的电压值，公式如下：n 2
121==L L U U
整流电路
整流电路是由整流管构成的电路。其原理是利用二极管的单向导电性将交流电变成脉动的直流电。在输入电压的正半周，其极性为上正下负，即A U >B U ，二极管1D ,3D 导通，2D ,4D 截止，在负载端得到一个半波电压；负半周同理。
滤波电路
在直流稳压电源电路中一般采用电容滤波，其原理是利用充放电的时间不同，充电快，放电慢，使输出维持一定的电压。滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，使输出电压趋于平滑。
稳压电路
对电路进行稳压，经过整流滤波后得到的波形并不稳定，原因是电压不稳定，负载变化，因此需要对电路进行必要的稳压。在117集成稳压器中，只需要合理设定2R ,3R ,通过改变他们的比值就可以输出所需要的电压。
4.设计所需电子元件
220V 交流电压源，变压器，二极管3N246，定值电阻，可调电阻，电容及三端可调式输出集成稳压器LM138，其中LM138的主要参数如下：
输出电压从-1.2V 至-37V 可调;
最大输出电流:1.5A;
基准电压:1.25V;
输入、输出电压差为3~40V.
5.设计步骤
1）确定稳压电路的最低输入直流电压U Imin :
U Imin ≈(U Omax +(U I -U O )min )/0.9
式中：(U I -U O )min 为稳压器的最小输入、输出电压差，而LM137的允许输入、输出电压差为3~40V ，现取为3V ；系数0.9是考虑电
网电压可能波动±10%。
代入数据，计算得：
U Imin≈(10+3)÷0.9=14.4V
这里取15V。
2）选择电源变压器：
确定电源变压器副边电压及电流：
U2 ≧U Imin/1.1, I2≧I Imin
因为输出电流最大为1A,所以取I2为1.1A,U2 ≧15/1.1=13.6V。
输入的交流电压：U1=220v,所以变压器的变比为：
n=220/13.6=16.18, 1/n=0.062.
3）选择整流二极管：
利用单向导电二极管，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。
整流二极管的平均电流：Id=1/2*I(omax)=0.5A
二极管承受的最大反向电压：Urm=1.414*U2=19.233V 所以根据算出的最大反向压降和导通电流可以选择二极管为
3N246型
4）选择滤波电路：
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
此次设计采用单向桥式整流滤波电容滤波。
题目要求是5倍工频半周期，所以C1=5*T*Imax/2UImin=3819UF 所以应选择3.9mF/14v的电解电容
5）设计稳压电路：
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
本次试验使用的是三端可调式输出集成稳压器LM138.
设计要求为输出电压-3~-10V间可调，而输出电压又与稳压电路的R1与R2有关，U O=1.25*(1+R2/R1)，取R2=120Ω,R所以R2min=168Ω，R2max=840Ω；
所以滑动变阻器R2=1KΩ的可调范围应选在17%~84%。
6.实验结果与误差分析
调节滑动变阻器R2为84%时，用直流电压表测得直流稳压电源两端的电压-10.035V；
调节滑动变阻器R2为17%时，用直流电压表测得直流稳压电源两端的电压-3.032V。
计算最大误差=(|-10.035-(-10)|/|-10|)×100%=0.35%。
误差分析：
⑴在计算变压器副边电压时，U Imin取的是近似值比
实际值大，导致变压器副边电压比理论值大，进而影响
直流稳压电源的输出电压；
⑵由于直流稳压电源的最大输出电流是1A，所以
稳压器的输入电流应大于1A，而在计算滤波电容时将
其取为1A，导致滤波电容比实际值大，进而影响直流
稳压电源的输出电压；
⑶在计算U O输出电压时，采用了近似运算
U O=1.25*(1+R2/R1)，而实际上U O=1.25*(1+R2/R1)+I adj*R2
导致实际输出电压比理论值大。
7.仿真
图1，经过变压器后的波形
图2 滤波后的波形
